化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
再得高蒸汽轉化速率 低電壓驅動焦耳熱界面蒸發(fā)新進展！
2023年12月12日 14:18:25
來源：化工儀器網 點擊量：9625
中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光元件技術與工程部吳衛(wèi)平研究員和劉豐華副研究員團隊，在新型介孔碳材料實現(xiàn)微觀界面焦耳熱蒸發(fā)方面取得進展。
【化工儀器網 項目成果】太陽能是一種無污染、無二氧化碳排放的可再生能源，太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式?；诠鉄嵝慕缑嬲舭l(fā)是一項有別于傳統(tǒng)方法的新技術，在應對全球氣候問題和清潔能源高效利用等方面具有重要意義。
界面光熱水蒸發(fā)技術是一種利用太陽輻射能將水轉化為蒸汽的熱能轉換技術。它通過將水暴露在太陽光下，利用太陽輻射能提供的熱能，使水蒸發(fā)并轉化為蒸汽。這種技術具有廣闊的應用前景，可以應用于海水淡化、廢水處理、農業(yè)灌溉等領域。然而，基于光熱的界面蒸發(fā)技術面臨蒸發(fā)速率低，且難以實現(xiàn)緊湊化設計等瓶頸問題，嚴重阻礙了其推廣和應用。
中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光元件技術與工程部吳衛(wèi)平研究員和劉豐華副研究員團隊在前期光熱界面蒸發(fā)研究工作的基礎上，采用體相導電介孔碳材料構筑了一種低成本、機械強度高的焦耳熱蒸發(fā)裝置，實現(xiàn)了低電壓(1 V-9 V)驅動的高速率蒸汽產生速率(達98.7 kg m−2 h−1)，其能量轉換效率達到80%以上，并有望進一步提升。
與基于傳統(tǒng)80/20 CrNi電阻電熱合金加熱蒸發(fā)裝置相比，蒸發(fā)速率與能耗發(fā)生了數(shù)量級變化。其主要是由于基于成型體相多孔碳材料內部豐富的分級介孔微納結構、可調諧的化學表面特性及適宜可調的電導率等優(yōu)勢。由電場產生的焦耳熱被限制在有限的空間內，通過介孔碳材料達到了微觀限域控制效果，與碳材料內部的界面水實現(xiàn)了能量與蒸發(fā)的局域化匹配。
研究人員還研制并測試了一種低電壓驅動的加熱模塊化裝置，展示了利用太陽能電池、風能和潮汐發(fā)電等可再生能源的工業(yè)潛力和新的離網解決方案，將有助于分布式可再生綠色能源的應用拓展。
本項研究證實了多孔碳材料在焦耳熱作用下的微觀表界面限域蒸發(fā)性能，獲得了高的蒸汽轉化速率和能量轉換效率，具有可集成化、多物理場協(xié)同等特點，表明具有微納尺度結構的體相介孔碳材料及其低電壓焦耳熱技術，在能量限域利用、海水淡化、礦物提取及蒸餾提純等領域的應用前景。
目前，相關研究成果以“Electrically powered artificial black body for low-voltage high-speed interfacial evaporation”為題，發(fā)表在Journal of Materials Chemistry A上。
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
國家科技管理信息系統(tǒng)公共服務平臺發(fā)布《關于公布2024年度全國重點實驗室重組結果和專家咨詢評議意見的通知》：2024年度全國重點實...2025-02-05 10:00:00
-
近日，國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布了一則重要公告，宣布自2025年1月20日起，高等級病原微生物實驗室建設審查工作將由科學技術部調整至國...2025-01-24 11:55:06
-
總投資3.1萬億元！2025年河南省重點建設項目名單正式敲定
近日，河南省發(fā)展改革委正式印發(fā)了《關于印發(fā)2025年河南省重點建設項目名單的通知》，明確了2025年河南省將推進1037個重點項目...2025-01-23 13:52:33 -
項目名稱：光學鍍膜機，項目編號：0664-2440SUMECT06/02，招標范圍：光學鍍膜機，招標機構：蘇美達國際技術貿易有限公...2025-01-22 11:36:14
-
近日，國家市場監(jiān)督管理總局（國家標準化管理委員會）批準《防止靜電事故通用要求》等14項強制性國家標準，現(xiàn)予以公告。2025-01-16 14:47:18
-
1月9日，中國石油大學（北京）海南研究院在海南三亞崖州灣揭牌。2025-01-10 10:01:11
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內與本網聯(lián)系，否則視為放棄相關權利。
